호중구의 분리 및 분석 치료제에 림프종 세포 감도에서 자신의 역할을 확인하는 방법
Summary
Neutrophils are the most abundant type of white blood cells. The isolation of neutrophils from human blood by density gradient separation method and the differentiation of human promyelocytic (HL60) cells along the granulocytic pathway are described here; to test their role on sensitivity of lymphoma cells to anti-lymphoma agents.
Abstract
Neutrophils are the most abundant (40% to 75%) type of white blood cells and among the first inflammatory cells to migrate towards the site of inflammation. They are key players in the innate immune system and play major roles in cancer biology. Neutrophils have been proposed as key mediators of malignant transformation, tumor progression, angiogenesis and in the modulation of the antitumor immunity; through their release of soluble factors or their interaction with tumor cells. To characterize the specific functions of neutrophils, a fast and reliable method is coveted for in vitro isolation of neutrophils from human blood. Here, a density gradient separation method is demonstrated to isolate neutrophils as well as mononuclear cells from the blood. The procedure consists of layering the density gradient solution such as Ficoll carefully above the diluted blood obtained from patients diagnosed with chronic lymphocytic leukemia (CLL), followed by centrifugation, isolation of mononuclear layer, separation of neutrophils from RBCsby dextran then lysis of residual erythrocytes. This method has been shown to isolate neutrophils ≥ 90 % pure. To mimic the tumor microenvironment, 3-dimensional (3D) experiments were performed using basement membrane matrix such as Matrigel. Given the short half-life of neutrophils in vitro, 3D experiments with fresh human neutrophils cannot be performed. For this reason promyelocytic HL60 cells are differentiated along the granulocytic pathway using the differentiation inducers dimethyl sulfoxide (DMSO) and retinoic acid (RA). The aim of our experiments is to study the role of neutrophils on the sensitivity of lymphoma cells to anti-lymphoma agents. However these methods can be generalized to study the interactions of neutrophils or neutrophil-like cells with a large range of cell types in different situations.
Introduction
선천성 면역 세포는 종양 미세 환경 내에서 세포의 중요한 비율을 구성하는 환자, 암 (1)의 동물 모델에서 종양의 암과 연관되어왔다. 최근에,보다 널리 만성 면역 반응은 화학 요법에 대한 종양이 진행, 전이 저항 증진에 중요한 역할을하는 것으로 인식되고있다. 식세포 직접 화학 요법에 3,4- 종양 세포 반응을 조절하는 것으로 나타났다 중요한 선천성 면역 세포이다. 그러나 항암 치료에 대한 종양 반응을 조절하는 호중구의 선천 면역 키 선수의 역할은 알려져 있지 않다. 이러한 프로토콜의 목적은 CLL 환자의 혈액 샘플로부터의 호중구를 분리하는 빠르고 신뢰할만한 방법을 사용하여 안티 림프종 에이전트 림프종 세포의 민감도를 조절하는 역할을 연구하기 위하여 과립 통로 따라 HL60 세포를 구별한다.
<p class= "jove_content"> 호중구는 미생물 6 침입에 대한 방어의 첫 번째 줄 혈액 (5) 행동의 선천성 면역 시스템의 가장 풍부한 세포의 구성 요소입니다. 호중구 여러 병리 적 상태 (7)에 가변 이펙터 기능 이외에 유효 선천성 면역 반응을 상승에 필수적인 역할을한다. 따라서, 이러한 농도 구배 분리법과 같은 다른 혈액 세포에서 호중구를 분리하는 빠르고 신뢰할만한 방법은 시험 관내 연구에 필요하다. 호중구 격리를 위해이 방법을 사용하면 생체 내 및 생체에서 호중구 매개 면역 기능에 대한 추가 연구를 촉진 할 것이다.호중구 순수한 집단을 수득하는 능력은 면역 학적 질환 환자의 팔 조사 중요한 첫 단계이다. 밀도 구배 분리 방법은 세포의 높은 수율을 수득하는 이상적인 방법이다. 운전 방식D는 쉬지 않고 35 분 동안 300g으로 원심 분리 한 다음 희석 된 인간 혈액을 함유하는 튜브의 바닥에서 밀도 구배 용액의 첨가를 포함한다. 단핵 세포의 링 인터페이스에 표시하고, 호중구 전 이하 상주. 이 방법은 훨씬 더 9 비싼 호중구 분리 키트로 사용 가능한 다른 방법에 대한 상당한 이점이있다. 또한, 인간의 호중구에 대한 특정 표면 마커에 관한 항체를 사용하여 상업용 키트에 의해 인간 혈액으로부터 분리 호중구 세포 활성화 또는 분화의 위험을 증가시킨다. 밀도 구배 분리 방법은 단시간 호중구의 분리를 허용한다. 동일 단계 내에서 단핵 세포는 분리 회수된다. 순수한 세포의 높은 수율 무결성 기능을 달성하기 위해 수득되는 기본 기술이다.
종양 microenv을 모방하기 위해ironment, 3 차원 실험을 수행 하였다. 체외에서 호중구의 짧은 반감기를 고려할 때, 신선한 인간의 호중구와 3D 실험은 결정적인 없습니다. 이런 이유로, 전 골수성 (HL60) 세포 분화 유도제 디메틸 설폭 사이드 (DMSO) 및 레티노 산 (RA)를 사용하여 호중구와 같은 세포로 분화 유도된다. 차별화 된 HL60 세포 (HL60은 diff)를 사용하여 인해 다른 기증자로부터 격리에 호중구의 다른 응답을 갖는 것을 방지 할 수 있습니다.
체외 차원에서 문화 모델은 체외 2D 모델 사이의 생체 내 모델에서 중간 단계를 나타냅니다. 2D 문화에서, 세포는이 합성 표면에 변성되어 퇴적 단백질에 자연스러운 세포의 첨부 파일을 형성하는 플라스틱 표면에 확산. 반대로, 세포가 세포 외 기질의 합성 보낸 3D 배양 형태 천연 세포 – 세포 부착에 세포는 이들이 결합되어있는 천연 물질이다.이러한 이유로, 특히 암 세포 및 다른 세포 유형 간의 3D 공동 배양 모델은 종양 성장, 혈관 신생 및 전이에 대한 기여를 나타내는 매우 유용한왔다. 결과적으로, 3 차원 배양은 세포 배양 물이 생체 내 (10)에 존재하는 생리적 조건을 모방 할.
Protocol
Representative Results
Discussion
밀도 구배 원심 분리 방법을 이용하여 고순도의 인간 혈액 호중구의 분리를 위해 동일한 단계 단핵 세포 내에서, 여기에 효과적인 간단한 빠르고 저렴 프로토콜 설명도 분리 회수된다. 분리 된 세포 집단은 ≥90 % 순수 있습니다.
여러 가지 방법 인간의 혈액에서 호중구의 분리에 사용할 수 있습니다. 이러한 불연속 그라디언트 (11, 12)를 사용하거나 호중구는 면역 자?…
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
This work was supported by the Institute National du Cancer (INCa-DGOS-4664).
Materials
| RPMI 1640 | Gibco Invitrogen | 21875-034 | |
| Fetal bovine serum (FBS) | Gibco Invitrogen | 10270-106 | |
| Phosphate-buffered saline (PBS contains calcium and magnesium) | Gibco Invitrogen | 14040-091 | |
| N-acetyl-L-alanyl-L-glutamine (L-Glutamine) | Life technologies | 25030-024 | |
| Penicillin streptomycin (Pen Strep) | Life technologies | 15140-122 | |
| Bruton's tyrosine kinase (Btk) inhibitor (Ibrutinib) | CliniSciences | A3001 | |
| Vincristine | EG labo | ||
| BD Matrigel basement membrane matrix | BD Biosciences | 354234 | Put at 4 oC overnight before the day of the experiment |
| Red cell lysis buffer | BD Biosciences | 555899 | |
| Ficoll (Pancoll) | PAN Biotech | P04-60500 | |
| Dextran | Sigma-Aldrich | D8906 | |
| Dimethyl sulfoxide (DMSO) | Sigma-Aldrich | D8418 | |
| Retinoic acid | Sigma-Aldrich | R2625 | |
| Bovine serum albumin (BSA) | Sigma-Aldrich | A7906 | |
| Ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA) | Sigma-Aldrich | E5134 | |
| Sodium chloride (NaCl) | Euromedex | S3014 | |
| Annexing V-FLOUS staining kit | Roche | 11 988 549 001 | |
| Kit RAL 555 Modified Giemsa staining kit | Cosmos Biomedical | CB361550-0000 | |
| LSRII flow cytometry | BD Biosciences | ||
| Cytocentrifuge | Thermo Scientific | ||
| Leica DMR-XA microscope | Leica Microsystems | ||
| Cellometer Auto T4 Cell Viability Counter | Nexcelom Bioscience |
References
- Gocheva, V., et al. IL-4 induces cathepsin protease activity in tumor-associated macrophages to promote cancer growth and invasion. Genes Dev. 24, 241-255 (2010).
- Grivennikov, S. I., Greten, F. R., Karin, M. Immunity, Inflammation, and Cancer. Cell. 140, 883-899 (2010).
- Mitchem, J. B., et al. Targeting tumor-infiltrating macrophages decreases tumor-initiating cells, relieves immunosuppression, and improves chemotherapeutic responses. Cancer Res. 73, 1128-1141 (2013).
- DeNardo, D. G., et al. Leukocyte Complexity Predicts Breast Cancer Survival and Functionally Regulates Response to Chemotherapy. Cancer Discov. 1, 54-67 (2011).
- Di Carlo, E., et al. The intriguing role of polymorphonuclear neutrophils in antitumor reactions. Blood. 97, 339-345 (2001).
- Kumar, V., Sharma, A. Neutrophils: Cinderella of innate immune system. Int. Immunopharmacol. 10, 1325-1334 (2010).
- Mantovani, A., Cassatella, M. A., Costantini, C., Jaillon, S. Neutrophils in the activation and regulation of innate and adaptive immunity. Nat. Rev. Immunol. 11, 519-531 (2011).
- Kelbaek, H. Sterile isolation of polymorphonuclear leukocytes from large blood volumes. J. Clin. Chem. Clin. Biochem. Z. FürKlin. Chem. Klin. Biochem. 23, 17-20 (1985).
- Aynaud, M. -. M., et al. Human Tribbles 3 protects nuclear DNA from cytidine deamination by APOBEC3A. J. Biol. Chem. 287, 39182-39192 (2012).
- Ziòłkowska, K., et al. Long-term three-dimensional cell culture and anticancer drug activity evaluation in a microfluidic chip. Biosens.Bioelectron. 40, 68-74 (2013).
- Eggleton, P., Gargan, R., Fisher, D. Rapid method for the isolation of neutrophils in high yield without the use of dextran or density gradient polymers. J. Immunol. Methods. 121, 105-113 (1989).
- Behnen, M., et al. Immobilized immune complexes induce neutrophil extracellular trap release by human neutrophil granulocytes via FcγRIIIB and Mac-1. J. Immunol. Baltim.Md 1950. 193, 1954-1965 (2014).
- Hirsch, G., Lavoie-Lamoureux, A., Beauchamp, G., Lavoie, J. -. P. Neutrophils are not less sensitive than other blood leukocytes to the genomic effects of glucocorticoids. PloS One. 7, 44606 (2012).
- Dorward, D. A., et al. Technical advance: autofluorescence-based sorting: rapid and nonperturbing isolation of ultrapure neutrophils to determine cytokine production. J. Leukoc. Biol. 94, 193-202 (2013).
- Swamydas, M., Lionakis, M. S. Isolation, Purification and Labeling of Mouse Bone Marrow Neutrophils for Functional Studies and Adoptive Transfer Experiments. J Vis Exp. , e50586 (2013).
- Scaife, H., Woldehiwet, Z., Hart, C. A., Edwards, S. W. Anaplasmaphagocytophilum reduces neutrophil apoptosis in vivo. Infect. Immun. 71, 1995-2001 (2003).
- Maianski, N. A., Maianski, A. N., Kuijpers, T. W., Roos, D. Apoptosis of neutrophils. ActaHaematol. 111, 56-66 (2004).
- Dalton, W. T., et al. HL-60 cell line was derived from a patient with FAB-M2 and not FAB-M3. Blood. 71, 242-247 (1988).
- Hogan, C., Kajita, M., Lawrenson, K., Fujita, Y. Interactions between normal and transformed epithelial cells: Their contributions to tumourigenesis. Int. J. Biochem. Cell Biol. 43, 496-503 (2011).
- Page, H., Flood, P., Reynaud, E. G. Three-dimensional tissue cultures: current trends and beyond. Cell Tissue Res. 352, 123-131 (2013).
- Mantovani, A. Macrophages, Neutrophils, and Cancer: A Double Edged Sword. New J. Sci. , 271940 (2014).
- Hanahan, D., Coussens, L. M. Accessories to the crime: functions of cells recruited to the tumor microenvironment. Cancer Cell. 3, 309-322 (2012).
- Shojaei, F., Ferrara, N. Refractoriness to antivascular endothelial growth factor treatment: role of myeloid cells. Cancer Res. 68, 5501-5504 (2008).
- Liang, J., et al. Neutrophils promote the malignant glioma phenotype through S100A4. Clin Cancer Res Off J Am Assoc Cancer Res. 20, 187-198 (2014).
- Teramukai, S., et al. Pretreatment neutrophil count as an independent prognostic factor in advanced non-small-cell lung cancer: an analysis of Japan Multinational Trial Organisation LC00-03. Eur. J. Cancer Oxf.Engl 1990. 45, 1950-1958 (2009).
- Zhu, Q., et al. The IL-6-STAT3 axis mediates a reciprocal crosstalk between cancer-derived mesenchymal stem cells and neutrophils to synergistically prompt gastric cancer progression. Cell Death Dis. 5, 1295 (2014).
